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Corrimiento de tierras

Un deslizamiento de tierra cerca de Cusco, Perú , en 2018
Se ha desarrollado un modelo de la NASA para observar cómo está cambiando la actividad potencial de deslizamientos de tierra en todo el mundo.
Animación de un deslizamiento de tierra en el condado de San Mateo, California
Deslizamientos de tierra

Los deslizamientos de tierra , también conocidos como corrimientos de tierra o deslizamientos de rocas , [1] [2] [3] son ​​varias formas de desgaste en masa que pueden incluir una amplia gama de movimientos del suelo, como caídas de rocas , flujos de lodo , fallas de pendientes superficiales o profundas y flujos de escombros . [4] Los deslizamientos de tierra ocurren en una variedad de entornos, caracterizados por pendientes pronunciadas o suaves, desde cadenas montañosas hasta acantilados costeros o incluso bajo el agua, [5] en cuyo caso se denominan deslizamientos submarinos .

La gravedad es la principal fuerza impulsora para que se produzca un deslizamiento de tierra, pero hay otros factores que afectan la estabilidad de una pendiente y que producen condiciones específicas que la hacen propensa a fallar. En muchos casos, el deslizamiento de tierra se desencadena por un evento específico (como una lluvia intensa , un terremoto , un corte de pendiente para construir una carretera y muchos otros), aunque esto no siempre es identificable.

Los deslizamientos de tierra con frecuencia se agravan por el desarrollo humano (como la expansión urbana ) y la explotación de recursos (como la minería y la deforestación ). La degradación de la tierra con frecuencia conduce a una menor estabilización del suelo por la vegetación . [6] Además, el calentamiento global causado por el cambio climático y otros impactos humanos en el medio ambiente , puede aumentar la frecuencia de eventos naturales (como el clima extremo ) que desencadenan deslizamientos de tierra. [7] La ​​mitigación de deslizamientos de tierra describe la política y las prácticas para reducir el riesgo de impactos humanos de deslizamientos de tierra, reduciendo el riesgo de desastres naturales .

Causas

El deslizamiento de tierra de Mameyes , en el barrio Mameyes del barrio Portugués Urbano en Ponce , Puerto Rico , fue causado por una gran acumulación de lluvias y, según algunas fuentes, rayos. Sepultó más de 100 viviendas.
El deslizamiento de tierra en Surte , Suecia, 1950. Fue un rápido deslizamiento de arcilla que mató a una persona.

Los deslizamientos de tierra se producen cuando la pendiente (o una parte de ella) sufre algunos procesos que cambian su condición de estable a inestable. Esto se debe esencialmente a una disminución de la resistencia al corte del material de la pendiente, un aumento de la tensión de corte soportada por el material o una combinación de ambos. Un cambio en la estabilidad de una pendiente puede ser causado por varios factores, que actúan juntos o por sí solos. Las causas naturales de los deslizamientos de tierra incluyen:

Los deslizamientos de tierra se ven agravados por actividades humanas, como:

Tipos

Tipos de deslizamientos de tierra

Clasificación de Hungr-Leroueil-Picarelli

En el uso tradicional, el término deslizamiento de tierra se ha utilizado en algún momento para cubrir casi todas las formas de movimiento en masa de rocas y regolito en la superficie de la Tierra. En 1978, el geólogo David Varnes advirtió este uso impreciso y propuso un nuevo esquema, mucho más estricto, para la clasificación de los movimientos en masa y los procesos de subsidencia . [24] Este esquema fue modificado posteriormente por Cruden y Varnes en 1996, [25] y refinado por Hutchinson (1988), [26] Hungr et al. (2001), [27] y finalmente por Hungr, Leroueil y Picarelli (2014). [4] La clasificación resultante de la última actualización se proporciona a continuación.

En esta clasificación se reconocen seis tipos de movimiento, cada uno de los cuales se puede observar tanto en la roca como en el suelo. Una caída es un movimiento de bloques aislados o trozos de tierra en caída libre. El término derrumbe se refiere a bloques que se desprenden por rotación de una cara vertical. Un deslizamiento es el movimiento de un cuerpo de material que generalmente permanece intacto mientras se mueve sobre una o varias superficies inclinadas o capas delgadas de material (también llamadas zonas de cizallamiento) en las que se concentran grandes deformaciones. Los deslizamientos también se subclasifican por la forma de la(s) superficie(s) o zona(s) de cizallamiento en las que se produce el movimiento. Los planos pueden ser ampliamente paralelos a la superficie ("deslizamientos planos") o en forma de cuchara ("deslizamientos rotacionales"). Los deslizamientos pueden ocurrir de forma catastrófica, pero el movimiento en la superficie también puede ser gradual y progresivo. Los desprendimientos son una forma de hundimiento, en el que una capa de material se agrieta, se abre y se expande lateralmente. Los flujos son el movimiento de material fluidizado, que puede ser seco o rico en agua (como en los flujos de lodo). Los flujos pueden moverse de manera imperceptible durante años o acelerarse rápidamente y causar desastres. Las deformaciones de las laderas son movimientos lentos y distribuidos que pueden afectar a laderas enteras de montañas o partes de ellas. Algunos deslizamientos de tierra son complejos en el sentido de que presentan diferentes tipos de movimiento en diferentes partes del cuerpo en movimiento, o evolucionan de un tipo de movimiento a otro con el tiempo. Por ejemplo, un deslizamiento de tierra puede iniciarse como una caída o derrumbe de rocas y luego, a medida que los bloques se desintegran por el impacto, transformarse en un deslizamiento o flujo de escombros. También puede presentarse un efecto de avalancha, en el que la masa en movimiento arrastra material adicional a lo largo de su trayectoria.

Flujos

El material de la pendiente que se satura con agua puede producir un flujo de escombros o un flujo de lodo . Sin embargo, también los escombros secos pueden exhibir un movimiento similar al de un flujo. [28] Los escombros o el lodo que fluyen pueden levantar árboles, casas y automóviles, y bloquear puentes y ríos causando inundaciones a lo largo de su camino. Este fenómeno es particularmente peligroso en áreas alpinas , donde las gargantas estrechas y los valles empinados son propicios para flujos más rápidos. Los flujos de escombros y lodo pueden iniciarse en las laderas o resultar de la fluidización del material del deslizamiento de tierra a medida que gana velocidad o incorpora más escombros y agua a lo largo de su camino. Los bloqueos de los ríos cuando el flujo llega a una corriente principal pueden generar represas temporales. A medida que los embalses fallan, se puede crear un efecto dominó, con un crecimiento notable en el volumen de la masa que fluye y en su poder destructivo.

El deslizamiento de tierra de Costa della Gaveta en Potenza , Italia. Aunque se desplaza a un ritmo de apenas unos milímetros al año [13] y es poco visible, este deslizamiento provoca daños progresivos en la carretera nacional, la autopista nacional, un paso elevado y varias casas que se encuentran construidas sobre ella.
Un desprendimiento de rocas en Guerrero , México

Un flujo de tierra es el movimiento descendente de material principalmente de grano fino. Los flujos de tierra pueden moverse a velocidades dentro de un rango muy amplio, desde tan solo 1 mm/año [13] [14] hasta muchos km/h. Aunque son muy similares a los flujos de lodo , en general se mueven más lentamente y están cubiertos de material sólido arrastrado por el flujo desde adentro. La arcilla, la arena fina y el limo, y el material piroclástico de grano fino son susceptibles a los flujos de tierra. Estos flujos generalmente están controlados por las presiones de agua de poro dentro de la masa, que deben ser lo suficientemente altas como para producir una baja resistencia al corte. En las laderas, algunos flujos de tierra pueden reconocerse por su forma alargada, con uno o más lóbulos en sus dedos. A medida que estos lóbulos se extienden, el drenaje de la masa aumenta y los márgenes se secan, lo que reduce la velocidad general del flujo. Este proceso también hace que el flujo se espese. Los flujos de tierra ocurren con mayor frecuencia durante períodos de alta precipitación, que satura el suelo y aumenta las presiones del agua. Sin embargo, no son infrecuentes los flujos de tierra que siguen avanzando también durante las estaciones secas. Durante el movimiento de materiales arcillosos pueden formarse fisuras que facilitan la intrusión de agua en la masa en movimiento y producen respuestas más rápidas a las precipitaciones. [29]

Una avalancha de rocas, a veces denominada sturzstrom , es un deslizamiento de tierra grande y de rápido movimiento del tipo de flujo. Es más raro que otros tipos de deslizamientos de tierra, pero a menudo es muy destructivo. Presenta típicamente un largo recorrido, fluyendo muy lejos sobre un terreno de bajo ángulo, plano o incluso ligeramente cuesta arriba. Los mecanismos que favorecen el largo recorrido pueden ser diferentes, pero normalmente dan como resultado el debilitamiento de la masa deslizante a medida que aumenta la velocidad. [30] [31] [32] Las causas de este debilitamiento no se comprenden por completo. Especialmente para los deslizamientos de tierra más grandes, puede implicar el calentamiento muy rápido de la zona de cizallamiento debido a la fricción, lo que incluso puede hacer que el agua presente se vaporice y acumule una gran presión, produciendo una especie de efecto aerodeslizador. [33] En algunos casos, la temperatura muy alta puede incluso hacer que algunos de los minerales se derritan. [34] Durante el movimiento, la roca en la zona de cizallamiento también puede ser finamente molida, produciendo un polvo mineral de tamaño nanométrico que puede actuar como lubricante, reduciendo la resistencia al movimiento y promoviendo velocidades mayores y recorridos más largos. [35] Los mecanismos de debilitamiento en grandes avalanchas de rocas son similares a los que ocurren en fallas sísmicas. [32]

Diapositivas

Los deslizamientos pueden ocurrir en cualquier material rocoso o de suelo y se caracterizan por el movimiento de una masa sobre una superficie plana o curvilínea o una zona de cizallamiento.

Un deslizamiento de escombros es un tipo de deslizamiento que se caracteriza por el movimiento caótico de material mezclado con agua y/o hielo. Generalmente se desencadena por la saturación de laderas con vegetación densa, lo que da como resultado una mezcla incoherente de madera rota, vegetación más pequeña y otros escombros. [29] Los flujos de escombros y las avalanchas se diferencian de los deslizamientos de escombros porque su movimiento es similar al de un fluido y, por lo general, mucho más rápido. Esto suele ser el resultado de resistencias de corte más bajas y pendientes más pronunciadas. Por lo general, los deslizamientos de escombros comienzan con el desprendimiento de grandes fragmentos de roca en lo alto de las laderas, que se rompen a medida que descienden.

Los deslizamientos de arcilla y limo suelen ser lentos, pero pueden experimentar una aceleración episódica en respuesta a fuertes lluvias o al deshielo rápido. Suelen observarse en pendientes suaves y se desplazan sobre superficies planas, como por ejemplo sobre el lecho rocoso subyacente. Las superficies de falla también pueden formarse dentro de la propia capa de arcilla o limo, y suelen tener formas cóncavas, lo que da lugar a deslizamientos rotatorios.

Deslizamientos de tierra superficiales y profundos

Hotel Panorama en el lago de Garda . Para construir la carretera se eliminó parte de una colina de esquisto devónico , lo que formó una pendiente inclinada. El bloque superior se desprendió a lo largo de un plano de estratificación y se desliza colina abajo, formando un montón de rocas desordenadas en la base del deslizamiento.

Los mecanismos de falla de pendientes a menudo contienen grandes incertidumbres y podrían verse afectados significativamente por la heterogeneidad de las propiedades del suelo. [36] Un deslizamiento de tierra en el que la superficie de deslizamiento se encuentra dentro del manto del suelo o lecho rocoso meteorizado (normalmente a una profundidad de unos pocos decímetros a algunos metros) se denomina deslizamiento de tierra superficial. Los deslizamientos de escombros y los flujos de escombros suelen ser superficiales. Los deslizamientos de tierra superficiales pueden ocurrir a menudo en áreas que tienen pendientes con suelos altamente permeables sobre suelos poco permeables. El suelo poco permeable atrapa el agua en el suelo más superficial generando altas presiones de agua. A medida que la capa superior del suelo se llena de agua, puede volverse inestable y deslizarse pendiente abajo.

Deslizamiento de tierra profundo en una montaña en Sehara, Kihō , Japón, causado por la lluvia torrencial de la tormenta tropical Talas
Deslizamiento de tierra y regolito en Pakistán

Los deslizamientos de tierra profundos son aquellos en los que la superficie de deslizamiento se encuentra en su mayoría profundamente, por ejemplo, muy por debajo de la profundidad máxima de enraizamiento de los árboles. Por lo general, involucran regolito profundo , roca meteorizada y/o lecho rocoso e incluyen grandes fallas de pendiente asociadas con movimientos traslacionales, rotacionales o complejos. [37] Suelen formarse a lo largo de un plano de debilidad, como una falla o un plano de estratificación . Se pueden identificar visualmente por escarpes cóncavos en la parte superior y áreas empinadas en la punta. [38] Los deslizamientos de tierra profundos también dan forma a los paisajes en escalas de tiempo geológicas y producen sedimentos que alteran fuertemente el curso de los arroyos fluviales . [39]

Fenómenos relacionados

Tsunamis resultantes

Los deslizamientos de tierra que ocurren bajo el mar o que impactan en el agua, por ejemplo, un desprendimiento de rocas significativo o un colapso volcánico en el mar, [40] pueden generar tsunamis . Los deslizamientos de tierra masivos también pueden generar megatsunamis , que suelen alcanzar cientos de metros de altura. En 1958, uno de estos tsunamis ocurrió en la bahía de Lituya en Alaska. [41] [42]

Mapeo de predicción de deslizamientos de tierra

El análisis y mapeo del peligro de deslizamientos de tierra puede proporcionar información útil para la reducción de pérdidas catastróficas y ayudar en el desarrollo de pautas para la planificación sostenible del uso de la tierra . El análisis se utiliza para identificar los factores relacionados con los deslizamientos de tierra, estimar la contribución relativa de los factores que causan fallas de pendientes, establecer una relación entre los factores y los deslizamientos de tierra, y predecir el peligro de deslizamiento de tierra en el futuro con base en dicha relación. [43] Los factores que se han utilizado para el análisis del peligro de deslizamientos de tierra generalmente se pueden agrupar en geomorfología , geología , uso/cobertura de la tierra e hidrogeología . Dado que se consideran muchos factores para el mapeo del peligro de deslizamientos de tierra, el SIG es una herramienta apropiada porque tiene funciones de recolección, almacenamiento, manipulación, visualización y análisis de grandes cantidades de datos referenciados espacialmente que se pueden manejar de manera rápida y efectiva. [44] Cárdenas informó evidencia sobre el uso exhaustivo del SIG junto con herramientas de modelado de incertidumbre para el mapeo de deslizamientos de tierra. [45] [46] Las técnicas de teledetección también se emplean ampliamente para la evaluación y el análisis del riesgo de deslizamientos de tierra. Se utilizan fotografías aéreas y de satélite de antes y después para recopilar características de los deslizamientos de tierra, como la distribución y la clasificación, y factores como la pendiente, la litología y el uso y la cobertura del suelo que se utilizarán para ayudar a predecir eventos futuros. [47] Las imágenes de antes y después también ayudan a revelar cómo cambió el paisaje después de un evento, qué puede haber desencadenado el deslizamiento de tierra y muestran el proceso de regeneración y recuperación. [48]

Utilizando imágenes satelitales en combinación con SIG y estudios sobre el terreno, es posible generar mapas de posibles ocurrencias de deslizamientos de tierra en el futuro. [49] Dichos mapas deben mostrar las ubicaciones de eventos anteriores, así como indicar claramente las posibles ubicaciones de eventos futuros. En general, para predecir deslizamientos de tierra, se debe asumir que su ocurrencia está determinada por ciertos factores geológicos y que los deslizamientos de tierra futuros ocurrirán en las mismas condiciones que los eventos pasados. [50] Por lo tanto, es necesario establecer una relación entre las condiciones geomorfológicas en las que ocurrieron los eventos pasados ​​y las condiciones futuras esperadas. [51]

Los desastres naturales son un ejemplo dramático de la convivencia entre las personas y el medio ambiente. Las predicciones y advertencias tempranas son esenciales para reducir los daños materiales y las pérdidas de vidas. Dado que los deslizamientos de tierra ocurren con frecuencia y pueden representar una de las fuerzas más destructivas de la Tierra, es imperativo tener una buena comprensión de sus causas y de cómo las personas pueden ayudar a prevenirlos o simplemente evitarlos cuando ocurren. La gestión y el desarrollo sostenibles de las tierras también son clave para reducir los impactos negativos que sufren los deslizamientos de tierra.

Un extensómetro de cable que monitorea el desplazamiento de la pendiente y transmite datos de forma remota por radio o Wi-Fi. Se pueden utilizar extensómetros in situ o desplegados estratégicamente para brindar una alerta temprana de un posible deslizamiento de tierra. [52]

Los SIG ofrecen un método superior para el análisis de deslizamientos de tierra, ya que permiten capturar, almacenar, manipular, analizar y mostrar grandes cantidades de datos de forma rápida y eficaz. Debido a que intervienen tantas variables, es importante poder superponer las distintas capas de datos para desarrollar una representación completa y precisa de lo que está sucediendo en la superficie de la Tierra. Los investigadores necesitan saber qué variables son los factores más importantes que desencadenan deslizamientos de tierra en un lugar determinado. Mediante los SIG, se pueden generar mapas extremadamente detallados para mostrar eventos pasados ​​y posibles eventos futuros que tienen el potencial de salvar vidas, propiedades y dinero.

Desde los años 90, los SIG se han utilizado también con éxito en combinación con sistemas de apoyo a la toma de decisiones para mostrar en un mapa evaluaciones de riesgos en tiempo real basadas en datos de seguimiento recogidos en la zona del desastre de Val Pola (Italia). [53]

Deslizamientos de tierra prehistóricos

El Rin atraviesa los restos de un desprendimiento de rocas en Flims , Suiza

Deslizamientos históricos

Deslizamientos de tierra extraterrestres

Se han detectado evidencias de deslizamientos de tierra en el pasado en muchos cuerpos del sistema solar, pero como la mayoría de las observaciones se realizan con sondas que sólo observan durante un tiempo limitado y la mayoría de los cuerpos del sistema solar parecen estar geológicamente inactivos, no se sabe que hayan ocurrido muchos deslizamientos de tierra en tiempos recientes. Tanto Venus como Marte han sido objeto de cartografía a largo plazo mediante satélites en órbita, y se han observado ejemplos de deslizamientos de tierra en ambos planetas.

Mitigación de deslizamientos de tierra

La mitigación de deslizamientos se refiere a varias actividades creadas por el hombre en las laderas con el objetivo de disminuir el efecto de los deslizamientos. Los deslizamientos pueden ser provocados por muchas causas, a veces concomitantes. Además de la erosión superficial o la reducción de la resistencia al corte causada por las lluvias estacionales , los deslizamientos pueden ser provocados por actividades antrópicas, como agregar peso excesivo sobre la pendiente, excavar en la mitad de la pendiente o al pie de la pendiente. A menudo, los fenómenos individuales se unen para generar inestabilidad a lo largo del tiempo, lo que a menudo no permite una reconstrucción de la evolución de un deslizamiento de tierra en particular. Por lo tanto, las medidas de mitigación del peligro de deslizamiento de tierra generalmente no se clasifican de acuerdo con el fenómeno que podría causar un deslizamiento de tierra. [61] En cambio, se clasifican por el tipo de método de estabilización de pendientes utilizado:

  • Métodos geométricos, en los que se modifica la geometría de la ladera (en general la pendiente);
  • Métodos hidrogeológicos , en los que se intenta reducir el nivel de las aguas subterráneas o reducir el contenido de agua del material.
  • Métodos químicos y mecánicos, en los que se intenta aumentar la resistencia al corte de la masa inestable o introducir fuerzas externas activas (por ejemplo, anclajes , clavados en roca o suelo ) o pasivas (por ejemplo, pozos estructurales, pilotes o suelo reforzado) para contrarrestar las fuerzas desestabilizadoras.
Cada uno de estos métodos varía un poco según el tipo de material que compone la pendiente.

El impacto del cambio climático en los deslizamientos de tierra

El impacto del cambio climático en la temperatura, tanto en la precipitación media como en los extremos de precipitación, y en la evapotranspiración puede afectar la distribución, frecuencia e intensidad de los deslizamientos (62). Sin embargo, este impacto muestra una fuerte variabilidad en diferentes áreas (63). Por lo tanto, los efectos del cambio climático en los deslizamientos deben estudiarse a escala regional. El cambio climático puede tener impactos tanto positivos como negativos en los deslizamientos El aumento de temperatura puede aumentar la evapotranspiración, lo que lleva a una reducción de la humedad del suelo y estimula el crecimiento de la vegetación, también debido a un aumento de CO2 en la atmósfera. Ambos efectos pueden reducir los deslizamientos en algunas condiciones. Por otro lado, el aumento de temperatura provoca un aumento de los deslizamientos debido a

Dado que se espera que la precipitación media disminuya o aumente a nivel regional (63), los deslizamientos de tierra inducidos por las lluvias pueden cambiar en consecuencia, debido a los cambios en la infiltración, los niveles de agua subterránea y la erosión de las riberas de los ríos. Se espera que los fenómenos meteorológicos extremos aumenten debido al cambio climático, incluidas las fuertes precipitaciones (63). Esto produce efectos negativos en los deslizamientos de tierra debido a la infiltración focalizada en el suelo y la roca (66) y un aumento de los eventos de escorrentía, que pueden desencadenar flujos de escombros.

Véase también

Referencias

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Enlaces externos

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